綿茂路籃家?guī)r隧道涌水預(yù)測技術(shù)研究.pdf

1、本文以四川省綿竹至茂縣高速公路茂縣段籃家?guī)r隧道為工程背景，研究深埋富水軟巖隧道施工中的涌水預(yù)測。針對綿茂路籃家?guī)r隧道開挖的工程特點，本文運用了理論分析、現(xiàn)場地質(zhì)雷達法測試和數(shù)值分析方法對隧道開挖過程中出現(xiàn)的涌水問題進行了有效的預(yù)測與研究。通過有效了解傳統(tǒng)方法對于隧道開挖中涌水量的預(yù)測，并在此基礎(chǔ)上采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了深埋富水軟巖隧道涌水量預(yù)測模型，之后利用數(shù)值分析方法對隧道開挖過程中注漿前后上下臺階的涌水量進行計算。本文主要研究內(nèi)容和

2、成果有以下幾個方面：
　　1．對籃家?guī)r隧道開挖區(qū)域綜合分析了其工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，其中工程最大的重難點之一就是開挖過程中掌子面附近突發(fā)大流量的涌水。結(jié)合理論知識與參考文獻可知主要有三類干擾隧道涌水的內(nèi)因，即隧道工況、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件（開挖隧道部位）。隧道工況的關(guān)鍵元素包括了隧道的長度、隧道施工工況和施工開挖的隧道半徑；水文地質(zhì)條件則涵蓋了涌水受到地表水環(huán)境干擾、環(huán)境年均降水量、水頭高度；工程地質(zhì)條件（開挖隧道部位

3、）具有五方面干擾元素，即地質(zhì)巖溶發(fā)育、隧道圍巖滲透系數(shù)、隧道最大埋深、隧道圍巖級別、開挖部位的地質(zhì)構(gòu)造。
　　2．在實際工程當中應(yīng)用地質(zhì)雷達超前預(yù)報技術(shù)，其結(jié)果驗證了預(yù)報技術(shù)的精確性，地質(zhì)雷達的超前預(yù)報對于地質(zhì)災(zāi)害尤其是涌水的發(fā)生能夠發(fā)出警報，使得施工過程中工程人員能夠及時地采取應(yīng)對有效措施，讓工程避免了重大的人員經(jīng)濟損失，使之成為工程安全施工建設(shè)的前提保障。
　　3．通過深入分析隧道涌水的關(guān)鍵特征能夠發(fā)現(xiàn)，影響隧道涌水量的

4、核心因素為施工隧址的地質(zhì)構(gòu)造、開挖圍巖的滲透系數(shù)以及隧洞半徑、當?shù)仄骄昕偨邓?、隧道?nèi)外水頭高度。通過分析這五種因素與實際隧道工程開挖過程中出現(xiàn)涌突水之間的關(guān)系，應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建了深埋富水軟巖隧道涌水量預(yù)測模型，并對隧道重點涌水段進行了預(yù)測，并與實際值比較，其誤差在10％范圍內(nèi)。
　　4．針對籃家?guī)r隧道施工特點，利用有限元ANSYS數(shù)值分析軟件對籃家?guī)r隧道重點涌水地段開挖過程中注漿前后上下臺階的涌水量進行計算，并將兩種工況